论文摘要
为了详尽的阐述微粒的生成机理,作者在前期开发的现代柴油机全气缸取样平台基础上,建立了针对燃烧过程中微粒的分析测试平台,对燃烧过程中微粒的微观结构做了详尽的研究,主要内容如下:1.在原有的柴油机全气缸取样系统的基础上进行了改进,选择合适的发动机工况以及合理的取样方法完成燃烧过程微粒的取样过程,为后续的分析提供了分析样本。2.将图像处理技术应用到微粒的结构分析:利用图像处理技术原理,开发出图像分析软件Lattice Fringe,以分析处理微粒的TEM图片,从而获取微粒的一些微观特征。通过分析处理得到了燃烧过程中各个曲轴转角下微粒微观结构的一系列参数变化。结果表明,微晶尺度（fringe length）随着曲轴转角的增大也逐步增大,从燃烧开始时的1nm变化到燃烧结束时的2.14nm;层间距（fringe separation distance）在燃烧过程中逐步减小,在燃烧结束时层间距减小到0.3655nm,仍然大于石墨的层间距;此外碳层的曲率（tortuosity）也逐步减小。总体来说,随着燃烧的进行,碳层结构逐步稳定,越来越石墨化。3.利用X-射线衍射试验和拉曼光谱法来验证图像处理软件Lattice Fringe的准确性,并对燃烧过程超细微粒微观结构进行了表征。通过石墨XRD试验得出的层间距与图像处理得到的层间距数值比较发现,两者结果相一致。拉曼光谱分析试验结果表明,随着燃烧的进行,代表碳层缺陷的D峰强度越来越小,D、G两峰的峰值比R=ID/IG越来越小,这说明随着燃烧的进行,碳层的有序性越来越高,结构越来越稳定,一定程度上验证了图像处理结果的规律性。